Summary
Dimensionerne af lungeårerne (PV) er vigtige parametre, når man planlægger lungeåreisolering. 2D transoesofageal ekkokardiografi kan kun give begrænsede data om PVs; 3D-ekkokardiografi kan dog evaluere relevante diametre og områder af PVs samt deres rumlige forhold til de omkringliggende strukturer.
Abstract
Dimensionerne af lungeårerne er vigtige parametre, når man planlægger lungeveisolation (PVI), især med kryoballoonablationsteknikken. Erkendelse af dimensionerne og anatomiske variationer af lungeårerne (PVs) kan forbedre resultatet af interventionen. Konventionel 2D-transoesofageal ekkokardiografi kan kun give begrænsede data om PV'ernes dimensioner; 3D-ekkokardiografi kan dog yderligere evaluere relevante diametre og områder af PVs samt deres rumlige forhold til de omkringliggende strukturer. I tidligere litteraturdata er parametre, der påvirker PVI's succesrate, allerede blevet identificeret. Disse er den venstre laterale højderyg, den mellemliggende højderyg, PVs'ernes ostialområde og ostiumets ovalitetsindeks. Korrekt billeddannelse af PVs ved 3D ekkokardiografi er en teknisk udfordrende metode. Et afgørende skridt er samlingen af billeder. Tre individuelle transducerpositioner er nødvendige for at visualisere de vigtige strukturer; disse er den venstre laterale højderyg, pvsens ostium og den mellemliggende højderyg af venstre og højre PVs. Dernæst erhverves og gemmes 3D-billeder som digitale sløjfer. Disse datasæt beskæres, hvilket resulterer i, at en face-visningerne viser rumlige relationer. Dette trin kan også anvendes til at bestemme de anatomiske variationer af PVs. Endelig oprettes multiplanarrekonstruktioner for at måle hver enkelt parameter for PVs.
Optimal kvalitet og orientering af de erhvervede billeder er afgørende for en passende vurdering af PV anatomi. I dette arbejde undersøgte vi PV'ernes 3D-synlighed og egnetheden af ovenstående metode hos 80 patienter. Målet var at give en detaljeret oversigt over de væsentlige skridt og potentielle faldgruber ved PV visualisering og vurdering med 3D ekkokardiografi.
Introduction
Dræning mønster af lunge vener (PV) er meget varierende med 56,5% variation i den gennemsnitlige befolkning1. Evaluering af PV dræning mønster er afgørende ved planlægningen PV isolation (PVI), som er den mest almindelige interventionelle behandling af atrieflimren i dag2,3,4. Selv om radiofrekvenskateterablation har været standardteknologien til at opnå PVI, er den kryoballoon (CB)-baserede ablationsteknologi (CA) en alternativ metode, der kræver mindre proceduremæssig tid. Teknikken er mindre kompliceret sammenlignet med radiofrekvens ablation5,6, mens effekten og sikkerheden af CA svarer til den radiofrekvens ablation7.
Hyppigheden af proceduremæssige PV okklusion af CB og den fortsatte omskæringsret forlængelse af vævsskade i PV ostium bestemmer den permanente succes PVI efter CA. En af de vigtigste determinanter for PV okklusion er variationen af PV anatomi. I de seneste, computertomografi- (CT) og hjerte MRI-baserede undersøgelser, flere PV parametre blev identificeret med prædiktive værdier af korte og langsigtede succesrater efter CA. Disse parametre omfattede variationer af både PV anatomi (venstre fælles PV, overtallige PVs8,9,10, ostial område, ovalitet index8,11,12,13) og dens omgivelser (mellemliggende ridge8,14,15,16, tykkelse af venstre lateral ridge8,9,17).
Selvom konventionel 2D-ekkokardiografi ikke er egnet til visning og måling af de fleste af ovenstående parametre, synes tredimensionel transesophageal ekkokardiografi (3D TEE) at være et alternativt værktøj til at visualisere PVs, som det fremgår af tidligere litteraturdata18,19.
Desuden giver 3D TEE forud for PVI yderligere værdi i forhold til CT eller MRI, da det ikke kun indeholder data om PV-egenskaber til proceduremæssig design, men også præciserer, om en trombe i venstre atrie vedhæng (LAA) er til stede. Denne undersøgelse er særlig vigtig forud for PVI. Samtidig kræver 3D TEE mindre tid, dens proceduremæssige omkostninger er lave, og det udsætter ikke patienten og det medicinske personale for stråling.
Tidligere eksisterede der flere typer certificeringsorganer med forskellige størrelser, hvilket gjorde det vanskeligt at ekstrapolere, hvordan de forskellige parametre for PVs påvirker ca'ens succesrate. I dag bruges den nyligt introducerede andengenerations CB til CA, som kun findes i én størrelse. Takket være den forbedrede køleeffekt tilbyder andengenerations CB en meget højere ydeevne sammenlignet med første generation af CB20, hvilket yderligere fremhæver vigtigheden af PV anatomi og interventionel planlægning før PVI.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle patienter underskrev informeret samtykke før undersøgelse efter godkendelse fra det lokale etiske udvalg (OGYÉI/12743/2018).
1. Forberedelse
- Start undersøgelsen med patientforberedelse: sikring af mindst 4-timers fastestatus, spørgeskema om problemer med synke og kendte øvre gastrointestinale sygdomme.
- Sørg for, at skriftligt informeret samtykke læses og underskrives.
- Forbered en intravenøs linje før undersøgelsen.
- Placer patienten i en venstre lateral decubitus position.
- Giv mild sedation ved hjælp af intravenøs midazolam (2,5-5 mg).
- Overvåg EKG og iltmætning.
2. Billedopkøb
- Visualisering af venstre PVs
- Sæt sonden ind i spiserøret ca. 30-40 cm fra fortænderne.
- I den øvre (eller midten) transoesofageal sonde position visualisere LAA ved hjælp af 2D-billede erhvervelse på 20-45 °.
- Drej sonden lidt med uret og skift krystalanguleringen til 60-80° for at centralisere LAA på billedet.
- Klik på knappen fuld lydstyrke for at anvende fuld volumen 3D erhvervelse.
- Juster billedets laterale og elevationsmæssige bredde for at få vist LAA og venstre øverste pv. Dette forbedrer visualisering af venstre lateral højderyg.
- Optimer billedkvaliteten (justering af dybde og gain, anvendelse af harmonisk billeddannelse).
- Optag en one-beat (hvis det er muligt, multibeat) loop med 2 hjertecyklusser.
- Skift kantet til ca. 120° på 2D-billedet for at centralisere LAA.
- Drej sonden lidt mod uret og anvende anteflexion at visualisere ostia af venstre PVs.
- Anvend farve Doppler-kodet billedbehandling for at bekræfte, at både de øvre og nedre PVs er synlige.
- Klik på knappen fuld lydstyrke for at anvende fuld volumen 3D erhvervelse.
- Juster billedets laterale og elevationsmæssige bredde for at få vist de venstre PVs. Dette forbedrer visualisering af ostia af venstre øvre og nedre PVs og den mellemliggende højderyg.
- Kontroller kvaliteten af datasæt. Kontroller det registrerede datasæt. Hvis datasættet ikke indeholder både de øvre og nedre PVs, skal du ændre patientens position ved yderligere at vippe til sidepositionen og gentage proceduren fra trin 2.1.8.
- Indshent 3D-datasæt med fuld volumen fra venstre PVs: one-beat (hvis det er muligt, multibeat) loop med 2 hjertecyklusser.
- Bekræft pv ostias synlighed ved at beskære billedet til henholdsvis den øvre eller nedre PV ostium. Den lavere PV ostium kræver en særlig omhyggelig bekræftelse. Det er ikke unsual, at nogle dele af ostium er uden for 3D datasæt på grund af anatomiske årsager, f.eks kantulation eller tæt på transducer.
- Hvis billedet ikke er egnet til visualisering af hele pv-strukturen, gentages proceduren fra trin 2.1.10. Skift den laterale eller elevationsmæssige bredde af 3D-datasættet, hvis det er nødvendigt.
- Visualisering af de rigtige PVs
- Skift tilbage til 2D-tilstand, og fokuser billedet til LAA ved 45° øvre (eller midten) spiserørsondeposition.
- Drej sonden med uret, og flyt sondehovedet til anteflexionposition for at visualisere de rigtige PVs.
- Anvend farve Doppler-kodet billedbehandling for at bekræfte, at både de øvre og nedre PVs er synlige.
- Klik på knappen fuld lydstyrke for at anvende fuld volumen 3D erhvervelse.
- Juster billedets laterale og elevationsmæssige bredde for at få vist de rigtige PVs. Dette forbedrer visualisering af ostia af højre øvre og nedre PVs og den mellemliggende højderyg. Dette billede kan bruges til at identificere tilstedeværelsen af overtalære PVs.
- Indshent 3D-datasæt med fuld volumen fra de rigtige PVs: one-beat (hvis det er muligt, multibeat) loop med 2 hjertecyklusser.
- Bekræft pv ostias synlighed ved at beskære billedet til henholdsvis den øvre eller nedre PV ostium. Den lavere PV ostium kræver en særlig omhyggelig bekræftelse. Det er ikke usædvanligt, at nogle dele af ostium er uden for 3D-datasæt på grund af anatomiske årsager (f.eks kantulation eller tæt på transducer).
- Hvis datasættet ikke indeholder både de øvre og nedre PVs, skal patientens position ændres ved yderligere vippe til den rigtige position, og proceduren skal gentages fra trin 2.2.1. Skift den laterale eller elevationsmæssige bredde af 3D-datasættet, hvis det er nødvendigt.
3.3D billede rekonstruktion og målinger
- Offline 3D multiplanar rekonstruktion
- Aktiver 3D-analysesoftwaren på scanneren eller arbejdsstationen (Philips: aktiver 3DQ-softwaren i QApps-panelet; Tomtec: aktivere 4D Cardio-view 3-applikationen; GE: aktivere FlexiSlice-softwaren).
- Vælg en ramme i diastolisk fase til målingerne. Til standardisering anbefales det at vælge en ramme timet til T-bølgen.
- Indstil de to vinkelrette planer til den ønskede struktur (venstre sideryg eller hver PVs ostium) og juster planretningen, mens det tredje plan repræsenterer den undersøgte struktur.
- Vælg målingsindstillingen i venstre panel. En face view er velegnet til målinger (diameter, område, afstand).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ved hjælp af den ovenfor beskrevne billedopsamlingsprotokol er det første skridt at visualisere det venstre atrievedhæng (LAA) ved hjælp af 2D-erhvervelse (Figur 1). Sonden er i den øvre (eller midterste) transoesofageale position ved 20-45°. Billedet viser LAA. Den venstre sideryg og venstre øvre PV vises ved 60-80° (figur 2), og derefter erhverves og bekræftes 3D-datasættet ved at beskære datasættet for at visualisere LAA og venstre sideryg med venstre øvre PV-ostium (figur 3). Hvis datasættet ikke omfatter hele strukturen af LAA og venstre sideryg, gentages billedopsamlingen, mens sonden kantet, fleksionen eller ændrer patientens position.
Det næste skridt er at visualisere de venstre PVs. Sonden kantet ændres til omkring 120 ° for at centralisere billedet til LAA, og derefter sonden drejes lidt mod uret, mens du flytter sonden hovedet til anteflexion. Når den venstre PV ostium er synlig (figur 4), farve Doppler bruges til at bekræfte, at både den øvre og nedre PV er synlig (Figur 5). Derefter erhverves og bekræftes 3D-datasættet ved at beskære billedet til venstre øvre og nedre PV ostia med den mellemliggende højderyg (figur 6). Hvis datasættet ikke omfatter hele strukturen i den venstre PV ostium, bør billedopsamling gentages, samtidig med at sondens kantulation, fleksion eller ændring af patientens position ændres.
Det næste trin er visualiseringen af de rigtige PVs. Sonden kantet ændres til ca 45 ° for at centralisere billedet til LAA, og derefter sonden drejes lidt med uret, mens du flytter sondehovedet til anteflexion. Når den rigtige PV ostium er synlig (figur 7), farve Doppler-kodet billeddannelse bruges til at bekræfte, at både den øvre og nedre PV er tydeligt synlig (Figur 8). Derefter erhverves og bekræftes 3D-datasæt ved at beskære billedet til højre øvre og nedre PV ostia med den mellemliggende højderyg (figur 9 og figur 10). Hvis datasættet ikke omfatter hele strukturen af de rigtige PVs ostia, skal billedopsamling gentages, mens sonden kantet, fleksion eller ændring af patientens position.
Det næste trin er at forberede 3D-datasættet offline og udføre målingerne. Det valgte 3D-datasæt åbnes i en dedikeret platformspecifik eller en leverandøruafhængig software til multiplanarrekonstruktion af 3D-billederne. Først skal man vælge en ramme timet til T-bølgen, og derefter to vinkelrette planer er placeret til PV ostia. Det tredje plan repræsenterer ostiumets ensidebillede (figur 11), som er egnet til at måle dimensioner (afstande, område). Hvis de to vinkelrette planer er monteret på højderyggen, kan kammenes bredder måles.
Figur 1: 2D-visning af venstre atrie vedhæng ved 22°.
Venstre atrie vedhæng Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: 2D-visning af venstre atrie vedhæng ved 75°.
A) Venstre atrie vedhæng; b) Venstre sideryg (C) Venstre øvre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: 3D rekonstruktion af venstre sideryg og venstre øvre lungeåre.
A) Ostium i venstre øvre lungeåre; b) Venstre sideryg (C) Venstre atrie vedhæng Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: 2D-visning af venstre lungeårer ved 122°.
A) Venstre nedre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; (C) Venstre øvre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: 2D farvekodet billede af venstre lungeårer ved 122° for at bekræfte lunge venøs flow.
A) Venstre nedre lungeåre; (B) Venstre øvre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: 3D-rekonstruktion af venstre lungeårer.
A) Ostium i venstre nedre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; C) Venstre øvre lungeåre; d) Venstre sideryg (E) Venstre atrie vedhæng Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: 2D-visning af de rigtige lungeårer ved 45°.
A) Højre nedre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; (C) Højre øvre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: 2D med farvekodet billede af højre lungeårer ved 45° for at bekræfte lunge venøs flow.
A) Højre nedre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; (C) Højre øvre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 9: 3D-rekonstruktion af de rigtige lungeårer med fokus på højre øvre vene.
A) Højre øvre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; (C) Højre mellemliggende lungeåre (f.eks. for et overtaltalt drænmønster i højre side) Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 10: 3D-rekonstruktion billede af højre lunge vener vippe fokus mod højre lavere PV.
A) Højre øvre lungeåre; B) Mellemliggende højderyg; C) Højre mellemliggende lungeåre (f.eks. for et overtal af drænmønster i højre side) (D) Højre nedre lungeåre Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 11: Multiplanar rekonstruerede 3D-billeder af venstre øvre pulmonal venøs ostium.
(A,B) To vinkelrette fly viser venstre øvre PV langsgående. De stiplede linjer repræsenterer skæreplanerne. Den blå blev monteret på PV's ostium. C) Kort aksevisning viser den ensidede visning af venstre øvre lungevene; D) 3D-datasæt med skæreplan. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 12: Multiplanar rekonstruerede 3D-billeder af venstre sideryg og venstre øvre lungeåre.
(A) Venstre atrie vedhæng (langsgående visning – panel A; tværsnitsvisning – panel C); (B) Venstre sideryg (langsgående visning – panel A; tværsnitsvisning – panel C); (A) Venstre øvre lungeåre (langsgående visning - panel A; tværsnitsvisning - Panel C) Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Her demonstrerer vi en trinvis metode til at studere PVs, deres omgivende strukturer og anatomiske egenskaber med 3D ekkokardiografi. Ovennævnte metode til 3D-billeddannelse af PVs er en let standardiseret metode, som giver høj kvalitet 3D-billeder hos de fleste patienter egnet til præcise målinger. Optimal kvalitet og orientering af de erhvervede billeder er afgørende for en passende vurdering af PV anatomi. 3D rekonstruerede billeder forbedrer visualiseringen af PV dræning mønster og dens anatomiske variabilitet, som kan påvirke succesraten for PVI med CA.
3D-billeddannelse af PVs overvinder de tekniske begrænsninger af konventionelle 2D transoesophageal ekkokardiografi og gør 3D transoesophageal ekkokardiografi metode gør det muligt at erstatte hjerte MRI eller CT-billeddannelse af PVs før PVI, især hvis de sidste billeddannelse teknikker ikke er tilgængelige.
Det vigtige trin er at ændre patientens position under undersøgelsen, hvis PV'ernes synlighed ikke er tilfredsstillende. Denne ændring bidrager til at forbedre synligheden af PVs. Visning af højre lavere PV er den mest udfordrende del af denne metode. Hvis nogle dele af pv'ens ostium ligger uden for 3D-datasættet på grund af anatomiske årsager (f.eks. kantulation eller nærhed til transduceren), vil det ikke være muligt at måle pv's parameter præcist, hvilket er begrænsningen af denne metode.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne rapporterer ingen interessekonflikter.
Acknowledgments
Dette arbejde blev finansieret af den ungarske regerings forskningsfond [GINOP-2.3.2-15-2016-00043, Szív- és érkutatási kiválóságközpont (IRONHEART)].
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4D Cardio-view 3 software | Tomtec Imaging Systems GmbH | ||
| Epiq 7G scanner | Philips | ||
| Q-Lab Software | Philips | ||
| X5-1 transducer | Philips | ||
| Vivid E95 Scanner | GE | ||
| 4Vc-D transducer | GE |
References
- Altinkaynak, D., Koktener, A. Evaluation of pulmonary venous variations in a large cohort: Multidetector computed tomography study with new variations. Wiener klinische Wochenschrift. 131 (19-20), 475-484 (2019).
- Haissaguerre, M., et al. Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins. New England Journal of Medicine. 339 (10), 659-666 (1998).
- Nault, I., et al. Drugs vs. ablation for the treatment of atrial fibrillation: the evidence supporting catheter ablation. European Heart Journal. 31 (9), 1046-1054 (2010).
- Calkins, H., et al. HRS/EHRA/ECAS expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation: recommendations for patient selection, procedural techniques, patient management and follow-up, definitions, endpoints, and research trial design: a report of the Heart Rhythm Society (HRS) Task Force on Catheter and Surgical Ablation of Atrial Fibrillation. Heart Rhythm. 9 (4), 632-696 (2012).
- Kojodjojo, P., et al. Pulmonary venous isolation by antral ablation with a large cryoballoon for treatment of paroxysmal and persistent atrial fibrillation: medium-term outcomes and non-randomised comparison with pulmonary venous isolation by radiofrequency ablation. Heart. 96 (17), 1379-1384 (2010).
- Packer, D. L., et al. Cryoballoon ablation of pulmonary veins for paroxysmal atrial fibrillation: first results of the North American Arctic Front (STOP AF) pivotal trial. Journal of the American College of Cardiology. 61 (16), 1713-1723 (2013).
- Kuck, K., Brugada, J., Albenque, J. Cryoballoon or Radiofrequency Ablation for Atrial Fibrillation. New England Journal of Medicine. 375 (11), 1100-1101 (2016).
- Knecht, S., et al. Anatomical predictors for acute and mid-term success of cryoballoon ablation of atrial fibrillation using the 28 mm balloon. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (2), 132-138 (2013).
- Cabrera, J. A., Ho, S. Y., Climent, V., Sanchez-Quintana, D. The architecture of the left lateral atrial wall: a particular anatomic region with implications for ablation of atrial fibrillation. European Heart Journal. 29 (3), 356-362 (2008).
- Kubala, M., et al. Normal pulmonary veins anatomy is associated with better AF-free survival after cryoablation as compared to atypical anatomy with common left pulmonary vein. Pacing and Clinical Electrophysiology. 34 (7), 837-843 (2011).
- Guler, E., et al. Effect of Pulmonary Vein Anatomy and Pulmonary Vein Diameters on Outcome of Cryoballoon Catheter Ablation for Atrial Fibrillation. Pacing and Clinical Electrophysiology. 38 (8), 989-996 (2015).
- Baran, J., et al. Impact of pulmonary vein ostia anatomy on efficacy of cryoballoon ablation for atrial fibrillation. Heart Beat Journal. 1, 65-70 (2017).
- Sorgente, A., et al. Pulmonary vein ostium shape and orientation as possible predictors of occlusion in patients with drug-refractory paroxysmal atrial fibrillation undergoing cryoballoon ablation. Europace. 13 (2), 205-212 (2011).
- Chun, K. R., et al. The 'single big cryoballoon' technique for acute pulmonary vein isolation in patients with paroxysmal atrial fibrillation: a prospective observational single centre study. European Heart Journal. 30 (6), 699-709 (2009).
- Cabrera, J. A., et al. Morphological evidence of muscular connections between contiguous pulmonary venous orifices: relevance of the interpulmonary isthmus for catheter ablation in atrial fibrillation. Heart Rhythm. 6 (8), 1192-1198 (2009).
- McLellan, A. J., et al. Pulmonary vein isolation: the impact of pulmonary venous anatomy on long-term outcome of catheter ablation for paroxysmal atrial fibrillation. Heart Rhythm. 11 (4), 549-556 (2014).
- Mansour, M., et al. Three-dimensional anatomy of the left atrium by magnetic resonance angiography: implications for catheter ablation for atrial fibrillation. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 17 (7), 719-723 (2006).
- Ottaviano, L., et al. Cryoballoon ablation for atrial fibrillation guided by real-time three-dimensional transoesophageal echocardiography: a feasibility study. Europace. 15 (7), 944-950 (2013).
- Faletra, F. F., Regoli, F., Acena, M., Auricchio, A. Value of real-time transesophageal 3-dimensional echocardiography in guiding ablation of isthmus-dependent atrial flutter and pulmonary vein isolation. Circulation Journal. 76 (1), 5-14 (2012).
- Coulombe, N., Paulin, J., Su, W. Improved in vivo performance of second-generation cryoballoon for pulmonary vein isolation. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (8), 919-925 (2013).
